钯膜管产品介绍

点击次数：   更新时间：2020-09-16 14:17:22  

1.发展历程

氢能、色谱分析、电子、冶金、石化、光伏等许多行业都需要高纯度的氢气。在各种氢分离工艺中，膜分离法因设备小巧、操作简单、能耗低、噪音低等而具有独特的优势。在各种透氢膜材料中，钯膜管因透氢性好、耐高温、产氢纯度高而最为突出，用于超高纯氢的生产已有五十多年历史。早期的这种钯管经轧制而成，为维持其机械强度，膜厚度一般在50-100 mm，导致其透氢速率低、制备成本高。相对于传统的轧制钯管，负载于多孔陶瓷或不锈钢上的钯膜管厚度更薄(＜10 mm)，具有强度高、渗透率高、易放大等诸多优点。

2.工作原理

氢气及其同位素可以很容易地透过钯膜管，而其它任何气体均被截留，因此钯膜管可用于氢气纯化。氢气透过钯膜管的方式遵循溶解—扩散机理：

1) 氢气先在钯膜管表面进行化学吸附并解离成氢原子；

2) 氢原子溶解于钯膜管，进入钯或钯合金的金属原子晶格间隙；

3) 氢原子从钯膜管的一侧扩散到另一侧；

4) 氢原子从钯膜管表面析出并重新结合成氢气分子。

3.应用领域

钯膜管的主要应用形式为膜分离器及膜反应器。前者通常是将钯膜管直接作为一个分离单元，用于分离提纯氢气，应用性广，操作性强，特别适用于需求超高纯氢场合。后者是将氢气分离与涉氢反应（加氢、脱氢反应、制氢-加氢耦合反应）这两个操作过程组合在一个单元内进行，通过膜不断地移走氢气，打破热力学平衡限制，提高反应的转化率及产率。

4.1 钯膜管分离器

4.1.1 钯膜管分离器用于含氢气体回收

钯膜管在工业尾气中氢的提纯方面有重要的应用价值，可用于从多晶硅尾气、焦炉煤气等多种工业尾气中回收氢气。如多晶硅的生产中H₂转化率仅为2%左右，如果将未反应的大量H₂回收，则可以明显降低生产过程的氢耗，能耗，减少污染物的排放。此外钯膜管还可以用于从含氢尾气中回收附加值高的副产物，如从氟丙烷尾气中分离氢得到附加值高的氟丙烷。

4.1.2 钯膜管分离器用于燃料电池

氢燃料电池作为氢能利用的有效手段，已被美国《时代》周刊评为21世纪有重要影响的十大技术之一。基于钯膜管的氢分离器是小规模制氢系统的首选，尤其适用于氢能发电系统（如甲醇重整反应器+钯膜管纯化器+PEMFC氢燃料电池）。PEMFC所用燃料为氢，目前生产氢的主要途径是天然气重整或部分氧化、水煤气变换反应、甲醇重整等，所制得的氢气成分一般为H₂（45–75 %）、CO（0.5–10 %）、CO₂（15–25 %）及少量的其它杂质。而PEMFC的阳极材料为Pt，CO的存在不仅毒化Pt电极，而且极易吸附于催化剂表面，阻碍燃料的催化氧化，降低电池性能。一般认为，PEMFC燃料氢中CO的含量必须降至10 ppm以下。因此，有效去除氢气中的少量CO对于氢能源在燃料电池中的应用具有重要的现实意义。将制氢工艺与我公司所制钯膜管结合，制备出的氢气纯度＞4.5N，CO含量＜0.5ppm，可以直接应用于氢燃料电池发电。

4.2钯膜管反应器

钯膜管反应器集分离、催化功能于一体。与传统反应器相比，钯膜管反应器具有诸多优点：（1）通过移走反应产物，打破反应平衡；（2）通过分布式进料，提高反应的选择性；（3）降低反应温度下，提高转化率，降低能耗；（4）实现反应物净化、产物分离及化学反应等多个单元操的集成。钯膜管反应器的应用主要有加氢、脱氢反应。

锐胜公司的钯膜产品具有优异的透氢性和选择性，可用于氢气分离与纯化、氢能、制氢、氢回收等领域。锐胜公司在钯膜的制备、密封、集成以及氢气纯化系统的制造等关键技术领域拥有19项国内外发明专利。

公司的钯膜产品氢气氮气理想选择大于10万，用于甲醇水重整制氢系统，氢气纯化量大于40m3/m2.h，输出氢气纯度大于99.99%。

相比于进口钯膜产品，我公司的钯膜产品应用成本至少下降50%。